题目
为完成一定的分离任务,需设计一精馏塔,当采用的理论板数为最小理论板数时,则()A. 回流比趋近于零;B. 回流比趋近于1;C. 回流比趋近于3;D. 回流比趋近于无穷大
为完成一定的分离任务,需设计一精馏塔,当采用的理论板数为最小理论板数时,则()
A. 回流比趋近于零;
B. 回流比趋近于1;
C. 回流比趋近于3;
D. 回流比趋近于无穷大
题目解答
答案
D. 回流比趋近于无穷大
解析
考查要点:本题主要考查精馏过程中理论板数与回流比的关系,以及最小理论板数对应的回流比特性。
解题核心思路:
在精馏设计中,理论板数与回流比成反比关系。当回流比增大时,所需的理论板数减少。而最小理论板数对应的是全回流工况,此时回流比趋近于无穷大。因此,当理论板数取最小值时,回流比必然达到极限值。
破题关键点:
- 明确最小理论板数的定义:在给定分离任务下,所需理论板数的最小值。
- 理解全回流的含义:回流比无限大,此时分离效率最高,但无产品采出。
- 建立理论板数与回流比的反比关系:理论板数越小,回流比越大。
在精馏过程中,理论板数($N$)和回流比($R$)是两个关键设计参数。两者关系可通过以下分析理解:
-
理论板数与回流比的关系
当回流比增大时,每块理论板的分离效率提高,因此达到目标分离度所需的理论板数减少。反之,若理论板数固定,增大回流比可以提升分离效果。 -
最小理论板数的极限情况
最小理论板数对应的是分离效率的极限状态,即全回流($R \to \infty$)。此时,虽然没有产品采出,但传质推动力最大,分离效率最高,所需理论板数最少。 -
选项分析
- 选项D(回流比趋近于无穷大)符合全回流工况,此时理论板数达到最小值,因此正确。
- 其余选项(如$R \to 0$或$R \to 1$)对应低效工况,所需理论板数远大于最小值。